(57)【要約】      （修正有）【課題】  高重量無転位単結晶のテール部を形成中または形成後の工程において、ネック部が破断するような大きな地震等の揺れが発生しても、単結晶の落下を回避できる引上装置及びその制御方法を提供する。【解決手段】  チョクラルスキー法によってルツボ３から単結晶Ｃを引上げる単結晶引上装置１において、単結晶Ｃの引上げを行う引上げ手段５と、前記単結晶Ｃの引上げ通路に沿って昇降自在に設けられ、下端に単結晶Ｃのテール部を抱持するための抱持手段１６を有する支持手段７と、所定値以上の振動を検知する振動検知手段１７と、前記支持手段７の動作制御を行う制御手段８ｂとを備え、前記制御手段８ｂは、単結晶Ｃのテール部が形成されると、前記抱持手段１６が該テール部近傍に常時位置するよう、支持手段７の昇降動作を制御し、前記振動検知手段１７が所定値以上の振動を検知すると、前記抱持手段１６により前記テール部を抱持させる。【選択図】  図１
2007008773.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チョクラルスキー法によってルツボから単結晶を引上げる単結晶引上装置において、
単結晶の引上げを行う引上げ手段と、前記単結晶の引上げ通路に沿って昇降自在に設けられ、下端に前記単結晶のテール部を抱持するための抱持手段を有する支持手段と、所定値以上の振動を検知する振動検知手段と、前記支持手段の動作制御を行う制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記単結晶のテール部が形成されると、前記抱持手段が該テール部近傍に常時位置するよう前記支持手段の昇降動作を制御し、前記振動検知手段が所定値以上の振動を検知すると、前記抱持手段により前記テール部を抱持させることを特徴とする単結晶引上装置。
【請求項２】
前記抱持手段は、複数の爪部を有し、
前記振動検知手段が所定値以上の振動を検知すると、
前記複数の爪部により前記単結晶のテール部が抱持されることを特徴とする請求項１に記載された単結晶引上装置。
【請求項３】
チョクラルスキー法によってルツボから単結晶を引上げる引上げ手段と、前記単結晶の引上げ通路に沿って昇降自在に設けられ、下端に前記単結晶のテール部を抱持するための抱持手段を有する支持手段と、所定値以上の振動を検知する振動検知手段と、前記ルツボにおける輻射熱を遮蔽する輻射シールドとを備えた単結晶引上装置の制御方法であって、
単結晶のテール部形成中に、前記支持手段の下端とルツボ融液面との距離を、前記輻射シールド下端と前記ルツボ融液面との距離の少なくとも３倍の距離として前記支持手段を待機させるステップと、
前記単結晶のテール部が形成されると、前記抱持手段が該テール部近傍に常時位置するよう、単結晶の引上げ動作に同期して前記支持手段を上昇移動させるステップと、
前記振動検知手段が所定値以上の振動を検知すると、前記抱持手段により前記テール部を抱持させるステップとを実行することを特徴とする単結晶引上装置の制御方法。
【請求項４】
チョクラルスキー法によってルツボから単結晶を引上げる引上げ手段と、前記単結晶の引上げ通路に沿って昇降自在に設けられ、下端に前記単結晶のテール部を抱持するための抱持手段を有する支持手段と、所定値以上の振動を検知する振動検知手段と、前記ルツボにおける輻射熱を遮蔽する輻射シールドとを備えた単結晶引上装置の制御方法であって、
単結晶のテール部形成中に、前記支持手段の下端とルツボ融液面との距離を、前記輻射シールド下端と前記ルツボ融液面との距離の少なくとも３倍の距離として前記支持手段を待機させるステップと、
前記単結晶のテール部形成中の工程において、前記振動検知手段が所定値以上の振動を検知すると、前記抱持手段により前記テール部を抱持させるステップとを実行することを特徴とする単結晶引上装置の制御方法。
【請求項５】
前記抱持手段は、複数の爪部を有し、
前記抱持手段により前記テール部を抱持させるステップにおいて、
前記複数の爪部により前記単結晶のテール部が抱持されることを特徴とする請求項３または請求項４に記載された単結晶引上装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チョクラルスキー法（以下、「ＣＺ法」という）によって単結晶を引上げる単結晶引上装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコン単結晶の育成に関し、ＣＺ法が広く用いられている。この方法は、ルツボ内に収容されたシリコンの溶融液の表面に種結晶を接触させ、ルツボを回転させるとともに、この種結晶を反対方向に回転させながら上方へ引上げることによって、種結晶の下端に単結晶を形成していくものである。
【０００３】
図７に示すように、従来のＣＺ法を用いた引上げ法は、先ず、石英ガラスルツボ５１に原料シリコンを装填し、ヒータ５２により加熱してシリコン融液Ｍとする。しかる後、引上げ用のワイヤ５０に取り付けられた種結晶Ｐをシリコン融液Ｍに接触させてシリコン結晶Ｃを引上げる。
【０００４】
一般に、引上げ開始に先立ち、シリコン融液Ｍの温度が安定した後、図８に示すように、種結晶Ｐをシリコン融液Ｍに接触させて種結晶Ｐの先端部を溶解するネッキングを行う。ネッキングとは、種結晶Ｐをシリコン融液Ｍに接触させることで発生するサーマルショックによりシリコン単結晶に生じる転位を除去する不可欠の工程である。このネッキングによりネック部Ｐ１が形成される。また、このネック部Ｐ１は、一般的に、直径が３〜４ｍｍで、その長さが３０〜４０ｍｍ以上必要とされている。
また、引上げ開始後の工程としては、ネッキング終了後、直胴部直径にまで結晶を広げるクラウン工程、製品となる単結晶を育成する直胴工程、直胴工程後の単結晶直径を除除に小さくするテール工程が行われる。
【０００５】
ところで、ＣＺ法により製造される単結晶は、これまで直径が８インチで、重量が１００ｋｇ前後のものが主流であった。しかし、最近になって更なる大口径化が求められ、１２インチ結晶では、３００ｋｇに達する単結晶の製造が行われるようになってきている。
ここで、図９に、３００ｋｇ近い単結晶を製造する場合の、ネッキング開始から結晶取出しまでの時間経過と、育成される結晶の重量との関係をグラフに示す。このグラフに示すように直胴工程後のテール工程開始から結晶取出しまでの時間は、全所要時間の約半分を占めるほど長時間を要する。
【０００６】
即ち、テール工程開始後は、長時間の間、ネック部により高重量の単結晶を支持しなければならない。この状態で、地震等の大きな揺れが発生した場合には、ネック部に対し、単結晶の重量に揺れによる外力が加わり、単結晶の重量を支えきれずに単結晶の育成中にネックが破断するおそれがあった。その結果、ルツボに単結晶が落下し、ルツボや装置が破壊され、大変危険であるという問題があった。
【０００７】
このような問題に対し、例えば、特許文献１（特公平７−１０３０００号公報）には、図１０に示すように、単結晶Ｃの一部にくびれ部５３を形成し、このくびれ部５３を複数の爪５４で引っかけ、さらにリング５５で複数の爪５４を固定することにより単結晶Ｃの荷重を支える引上装置２００が開示されている。
【特許文献１】特公平７−１０３０００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１にあっては、単結晶Ｃに形成されるくびれ部５３の径は、育成した単結晶の径よりも細く形成される。このため、くびれ部周辺の部分は、製品として用いることができず、生産効率が低下するという課題があった。また、くびれ部５３を形成するための原料シリコンが必要となり、コストが増大するという課題もあった。
【０００９】
本発明は、前記したような事情の下になされたものであり、従来と同様な簡便な手法により高重量無転位単結晶を育成でき、テール部を形成中または形成後の工程において、ネック部が破断するような大きな地震等の揺れが発生しても、ルツボ内への単結晶の落下を回避することのできる単結晶引上装置及びその制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記した課題を解決するために、本発明に係る単結晶引上装置は、チョクラルスキー法によってルツボから単結晶を引上げる単結晶引上装置において、単結晶の引上げを行う引上げ手段と、前記単結晶の引上げ通路に沿って昇降自在に設けられ、下端に単結晶のテール部を抱持するための抱持手段を有する支持手段と、所定値以上の振動を検知する振動検知手段と、前記支持手段の動作制御を行う制御手段とを備え、前記制御手段は、単結晶のテール部が形成されると、前記抱持手段が該テール部近傍に常時位置するよう前記支持手段の昇降動作を制御し、前記振動検知手段が所定値以上の振動を検知すると、前記抱持手段により前記テール部を抱持させることに特徴を有する。
【００１１】
このような構成によれば、前記抱持手段が、結晶のテール部近傍で待機する為、地震等の大きな揺れが発生した際には、この待機状態から単結晶のテール部を抱持手段により抱持しすることができる。つまり、前記抱持手段は、振動発生時からの動作が縦方向の昇降動作がなく横方向の抱持動作だけなので振動中に単結晶を抱持でき、支持手段により単結晶を安定して支持するよう制御される。これにより、テール工程から単結晶取出しまでの長時間の間、通常であれば高重量の単結晶を支持する必要のあるネック部への荷重を無くすことができ、振動によりネック部が亀裂等、破断していても単結晶のルツボへの落下を回避することができる。
【００１２】
尚、前記抱持手段は、複数の爪部を有し、前記振動検知手段が所定値以上の振動を検知すると、前記複数の爪部により前記単結晶のテール部が抱持されることが望ましい。
【００１３】
また、前記した課題を解決するために、本発明に係る単結晶引上装置の制御方法は、チョクラルスキー法によってルツボから単結晶を引上げる引上げ手段と、前記単結晶の引上げ通路に沿って昇降自在に設けられ、下端に前記単結晶のテール部を抱持するための抱持手段を有する支持手段と、所定値以上の振動を検知する振動検知手段と、前記ルツボにおける輻射熱を遮蔽する輻射シールドとを備えた単結晶引上装置の制御方法であって、単結晶のテール部形成中に、前記支持手段の下端とルツボ融液面との距離を、前記輻射シールド下端と前記ルツボ融液面との距離の少なくとも３倍の距離として前記支持手段を待機させるステップと、前記単結晶のテール部が形成されると、前記抱持手段が該テール部近傍に常時位置するよう、単結晶の引上げ動作に同期して前記支持手段を上昇移動させるステップと、前記振動検知手段が所定値以上の振動を検知すると、前記抱持手段により前記テール部を抱持させるステップとを実行することに特徴を有する。
【００１４】
このような方法によれば、テール部形成後の工程において、前記抱持手段が、結晶のテール部近傍に位置する為、地震等の大きな揺れが発生した際には、即時に単結晶のテール部を抱持し、することができる。つまり、前記抱持手段は、振動発生時からの動作が縦方向の昇降動作がなく横方向の抱持動作だけなので振動中に単結晶を抱持でき、単結晶を安定して支持するよう制御される。これにより、テール形成工程から単結晶取出しまでの長時間の間、通常であれば高重量の単結晶を支持する必要のあるネック部への荷重を無くすことができ、振動によりネック部が亀裂等、破断していても単結晶のルツボへの落下を回避することができる。
【００１５】
また、前記した課題を解決するために、本発明に係る単結晶引上装置の制御方法は、チョクラルスキー法によってルツボから単結晶を引上げる引上げ手段と、前記単結晶の引上げ通路に沿って昇降自在に設けられ、下端に前記単結晶のテール部を抱持するための抱持手段を有する支持手段と、所定値以上の振動を検知する振動検知手段と、前記ルツボにおける輻射熱を遮蔽する輻射シールドとを備えた単結晶引上装置の制御方法であって、単結晶のテール部形成中に、前記支持手段の下端とルツボ融液面との距離を、前記輻射シールド下端と前記ルツボ融液面との距離の少なくとも３倍の距離として前記支持手段を待機させるステップと、前記単結晶のテール部形成中の工程において、前記振動検知手段が所定値以上の振動を検知すると、前記抱持手段により前記テール部を抱持させるステップとを実行することに特徴を有する。
【００１６】
このような方法によれば、前記抱持手段が、結晶のテール部近傍で待機する為、地震等の大きな揺れが発生した際には、この待機状態から単結晶のテール部を抱持し、することができる。つまり、前記抱持手段は、振動発生時からの動作が縦方向の昇降動作がなく横方向の抱持動作だけなので振動中に単結晶を抱持でき、単結晶を安定して支持するよう制御される。これにより、テール形成工程から単結晶取出しまでの長時間の間、通常であれば高重量の単結晶を支持する必要のあるネック部への荷重を無くすことができ、振動によりネック部が亀裂等、破断していても単結晶のルツボへの落下を回避することができる。
【００１７】
尚、前記抱持手段は、複数の爪部を有し、前記抱持手段により前記テール部を抱持させるステップにおいて、前記複数の爪部により前記単結晶のテール部が抱持されることが望ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、従来と同様な簡便な手法により高重量無転位単結晶を育成でき、テール部を形成中または形成後の工程において、ネック部が破断するような大きな地震等の揺れが発生しても、ルツボ内への単結晶の落下を回避することのできる単結晶引上装置及びその制御方法を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係わる単結晶引上装置及びその制御方法の実施形態について図面に基づき説明する。図１は本発明に係る単結晶引上装置１の構成を模式的に示すブロック図である。
この単結晶引上装置１は、メインチャンバ２ａの上にプルチャンバ２ｂを重ねて形成された炉体２と、この炉体２内に設けられた石英ガラスルツボ３と、この石英ガラスルツボ３に装填された半導体原料（原料シリコン）Ｍを溶融するヒータ４と、育成される単結晶Ｃを引上げる引上げ機構５とを有している。引上げ機構５は、モータ駆動される巻取り機構５ａと、この巻取り機構５ａに巻き上げられる引上げワイヤ５ｂを有し、このワイヤ５ｂの先端に種結晶Ｐが取り付けられている。
【００２０】
また、メインチャンバ２ａ内において、石英ガラスルツボ３の上方且つ近傍には、育成中の単結晶Ｃにヒータ４等からの余計な輻射熱を与えないようにするため、シールド部材としての輻射シールド６が設けられている。
【００２１】
また、炉体２内には、プルチャンバ２ｂに沿って（即ち単結晶Ｃの引上げ通路に沿って）昇降自在になされ、地震等の大きな揺れが発生した際に単結晶Ｃを支持する支持手段７が設けられている。この支持手段７は、図２の平面図に示すように円環状部材１５と、この円環状部材１５に均等間隔で設けられ、円環状部材１５を軸に回転自在になされた複数（図では６個）の回転部材２１と、回転部材２１に夫々取り付けられた爪部１６（抱持手段）とを有している。即ち、円環状部材１５を軸に複数の爪部１６が回動自在に設けられている。
【００２２】
また、支持手段７において、円環状部材１５と爪部１６にはワイヤ群２３が接続され、そのワイヤ群２３の巻き取り制御により爪部１６の昇降動作及び開閉動作が制御される。
具体的には、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、円環状部材１５に対しワイヤ２３ａが接続され、ワイヤ２３ａの上げ下げに応じて円環状部材１５の昇降動作、即ち爪部１６の昇降動作が行われる。
【００２３】
また、図２（ｂ）に示すように、爪部１６に対しワイヤ２３ｂが接続され、ワイヤ２３ｂを降下させた状態では爪部１６はその自重により先端が下がり、単結晶Ｃの引上げ通路が開いた状態（図２（ａ）の状態）となる。一方、ワイヤ２３ｂを引上げた状態では、爪部１６の先端が持ち上げられ、単結晶Ｃの引上げ通路が閉じた状態（図２（ｂ）の状態）となる。即ち、全ての爪部１６を同時に閉じることで、単結晶Ｃのテール部を抱持できるように構成されている。
【００２４】
尚、ワイヤ２３ａの巻き取りとワイヤ２３ｂの巻き取りは夫々独立して設けられた、巻取り機構５ａと同様の構造を有する昇降駆動機構（図示せず）により行われる。また、それら昇降駆動機構の制御は、昇降駆動制御部２２により行われ、昇降駆動制御部２２の制御はコンピュータ８の演算制御装置８ｂによって行われる。
【００２５】
尚、単結晶Ｃのテール部が形成される工程においては、前記演算制御装置８ｂの制御により、爪部１６は単結晶Ｃのテール部近傍まで一旦下降移動され、その後の引上げ工程においては、爪部１６の上昇移動と単結晶Ｃの引上げ動作とが同期して行われる。この単結晶Ｃの引上げ工程において、爪部１６は、地震等が発生しない平常時は単結晶Ｃのテール部を抱持しないように制御される。
【００２６】
また、炉体２の近傍には、炉体２の振動を検知するための振動センサ器１７（振動検知手段）が設けられている。この振動センサ器１７は、炉体２における所定値以上の揺れ（例えば震度３以上）を検知すると、制御手段としてのコンピュータ８の演算制御装置８ｂに通知するようになされている。
【００２７】
また、図１に示す単結晶引上装置１は、シリコン融液Ｍの温度を制御するヒータ４の供給電力量を制御するヒータ制御部９と、石英ガラスルツボ３を回転させるモータ１０と、モータ１０の回転数を制御するモータ制御部１０ａとを備えている。さらには、石英ガラスルツボ３の高さを制御する昇降装置１１と、昇降装置１１を制御する昇降装置制御部１１ａと、成長結晶の引上げ速度と回転数を制御するワイヤリール回転装置制御部１２とを備えている。これら各制御部９、１０ａ、１１ａ、１２はコンピュータ８の演算制御装置８ｂに接続されている。
【００２８】
次に、このように構成された単結晶引上装置１における単結晶引上げの制御方法について、図３のフロー及び図４の工程図に基づき説明する。
最初に石英ガラスルツボ３に原料シリコンＭを装填し、コンピュータ８の記憶装置８ａに記憶されたプログラムに基づき、以下のように結晶育成工程が開始される（図３のステップＳ１）。
【００２９】
先ず、演算制御装置８ｂの指令によりヒータ制御部９を作動させてヒータ４を加熱し、石英ガラスルツボ３の原料シリコンＭが溶融される。
さらに、演算制御装置８ｂの指令によりモータ制御部１０ａと、昇降装置制御部１１ａと、ワイヤリール回転装置制御部１２とが作動し、石英ガラスルツボ３が回転すると共に、巻取り機構５ａが作動してワイヤ５ｂが降ろされる。そして、ワイヤ５ｂに取付けられた種結晶Ｐがシリコン融液Ｍに接触され、種結晶Ｐの先端部を溶解するネッキングが行われてネック部Ｐ１が形成される。
【００３０】
しかる後、演算制御装置８ｂの指令によりヒータ４への供給電力や、単結晶引上げ速度（通常、毎分数ミリの速度）などをパラメータとして引上げ条件が調整され、図４（ａ）に示すクラウン工程、図４（ｂ）に示す直胴工程が順に行われる。
尚、この直胴工程までの爪部１６の待機位置は、図示するように輻射シールド６よりも上方になされる（図３のステップＳ２）。これは、単結晶Ｃの育成に悪影響を与えないようにするためである。即ち、例えば直胴工程中に支持手段６が輻射シールド６内に位置すると、シールド内の雰囲気（Ａｒガス）の流れが乱れ、また、支持手段７がさらに輻射熱をシールドすることで雰囲気温度が下がり、結晶の品質が低下するためである。
【００３１】
次いで、図４（ｃ）に示すようにテール部の育成が開始されると（図３のステップＳ３）、爪部１６を昇降駆動部２２により降下させ、融液面からの距離ｄ１が輻射シールド６下端と融液面との距離ｄ２の少なくとも３倍つまり３倍以上の距離の位置で待機させる（図３のステップＳ４）。
【００３２】
これは、爪部１６を出来る限り低温の位置で待機させるための制御である。即ち、融液面近くの雰囲気は１０００℃以上の温度であり、その雰囲気下で爪部１６を動作させると、繰り返し使用の結果、爪部１６の開閉動作に誤作動が生じ易いためである。さらに、この距離ｄ１は、距離ｄ２の７倍以下であることが望ましい。これは、これより距離が離れると単結晶と爪部１６の距離が離れすぎ、掴む動作が遅れ、しかも爪部１６と単結晶の温度差が離れすぎて単結晶を保持した際に爪部１６が単結晶に接触した部分から欠陥が発生する心配が生じるからである。
【００３３】
このテール部Ｃ１の形成中（即ち、テール部Ｃ１が未完成の場合）において（図３のステップＳ５）、地震等が発生し振動センサ器１７が所定値以上（例えば震度３）の振動を検知すると（図３のステップＳ６）、振動センサ器１７はコンピュータ８の演算制御装置８ｂに通知する。
【００３４】
演算制御装置８ｂは、昇降駆動制御部２２を制御し、爪部１６を即時に、または単結晶Ｃのテール付近まで降下させて、全ての爪部１６を閉じる方向に回動させ、単結晶Ｃを抱持させる（図３のステップＳ９）。これによりテール部Ｃ１の形成中に地震等により大きな揺れが発生しても、単結晶Ｃは支持手段７によって支持され、その後、ネック部Ｐ１が破断しても単結晶Ｃの落下は回避される。
【００３５】
一方、図３のステップＳ５において、テール部Ｃ１の形成が完了し、単結晶Ｃがさらに上方に引上げられる工程に入ると、爪部１６がテール部Ｃ１近傍に常時位置するよう、昇降駆動部２２を制御し、単結晶Ｃの引上げ動作に同期して爪部１６を上昇移動させる（図３のステップＳ７）。
【００３６】
この後、引上げ工程中に地震等が発生し、振動センサ器１７が所定値以上（例えば震度３）の振動を検知すると（図３のステップＳ８）、振動センサ器１７はコンピュータ８の演算制御装置８ｂに通知する。
【００３７】
演算制御装置８ｂは、即時に昇降駆動制御部２２を制御し、全ての爪部１６を閉じる方向に回動させ、図４（ｄ）に示すように単結晶Ｃのテール部Ｃ１を爪部１６により抱持させる（図３のステップＳ９）。これにより単結晶Ｃは支持手段７により安定して支持された状態となり、その後、ネック部Ｐ１が破断しても単結晶Ｃの落下は回避される。
支持手段７により単結晶Ｃが完全に支持されると、演算制御装置８ｂはヒータ制御部９によりヒータ４による加熱を停止させ、その他全ての駆動系動作を停止させる（図３のステップＳ１０）。
【００３８】
以上のように本発明に係る実施の形態によれば、地震等の大きな揺れが発生した際には、単結晶Ｃのテール部Ｃ１を複数の爪部１６により抱持し、支持手段７により単結晶Ｃを安定して支持するよう制御される。これにより、テール工程から単結晶取出しまでの長時間の間、通常であれば高重量の単結晶Ｃを支持する必要のあるネック部Ｐ１への荷重を無くすことができ、振動によりネック部が亀裂等、破断していても単結晶Ｃのルツボへの落下を回避することができる。
【００３９】
また、本発明に掛かる単結晶引上装置は、ネック部が破断しても単結晶Ｃの落下による装置への被害を回避するための制御がなされるため、くびれ部を形成して爪で保持するといった手段を用いる必要がない。即ち、従来からの通常の結晶育成方法を用いるため、くびれ部を形成することによる生産効率低下やコスト増大といったデメリットがなく所望の無転位結晶を育成することができる。
【００４０】
尚、本実施の形態においては、抱持手段として爪部１６により単結晶Ｃのテール部を抱持し、単結晶Ｃを支持するようにしたが、抱持手段として図５に示すような縮径可能のリング状ワイヤ（キャッチワイヤ）２６を用いてテール部を抱持するよう構成してもよい。
【００４１】
即ち、図５に示すリング状ワイヤ２６は、その両端部２６ａを同時に外側に引っ張ることにより縮径される。リング状ワイヤ２６を抱持手段として用いる場合、例えば、支持手段７は、図５の平面図に示すように円環状部材１５と、この円環状部材１５の対向する両側に設けられ、円環状部材１５を軸に回転可能になされた２つの回転部材２４と、回転部材２４に夫々取り付けられたアーム部材２５とを有する。即ち、円環状部材１５を軸に２つのアーム部材２５が回動可能に設けられている。
尚、このアーム部材２５は、円環状部材１５の外側に向けて回動するように設けられ、２つのアーム部材２５の先端には、夫々リング状ワイヤ２６の端部２６ａが接続されている。
【００４２】
また、支持手段７において、円環状部材１５とアーム部材２５にはワイヤ群２３が接続され、そのワイヤ群２３の巻き取り制御によりリング状ワイヤ２６の縮径動作が制御される。具体的には、円環状部材１５に対しワイヤ２３ａが接続され、ワイヤ２３ａの上げ下げに応じてリング状ワイヤ２６の昇降動作が行われる。そして、アーム部材２５にはワイヤ２３ｃが接続され、ワイヤ２３ｃを引上げられると、リング状ワイヤ２６の両端２６ａが外側に引っ張られ、リング状ワイヤ２６が縮径するようになされている。
この構成により、単結晶Ｃを支持する際には図６に示すように縮径したリング状ワイヤ２６により単結晶Ｃのテール部が抱持される。
【実施例】
【００４３】
続いて、本発明に係る単結晶引上装置及びその制御方法について、実施例に基づきさらに説明する。本実施例では、前記実施の形態に示した構成の単結晶引上装置を用い、実際に実験を行うことにより、その効果を検証した。
【００４４】
［実施例１］
実施例１では、直径１２インチで引上げ重量２８０ｋｇのシリコン単結晶の育成を３回実施し、夫々テール育成後に爪部によりテール部を抱持し、ネック部を切断した。
この実験では、ネック部切断後、支持手段により単結晶が安定して支持され、落下が回避されるかを検証した。その結果、３回とも単結晶は安定して支持されることを確認した。
【００４５】
以上の実施例１の結果から、本発明に係る単結晶引上装置及びその制御方法によれば、地震等により大きな揺れが発生した場合に、ネック部が破断しても単結晶の落下の危険性が回避されることを確認した。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、チョクラルスキー法によって単結晶を引上げる単結晶引上装置に関するものであり、半導体製造業界等において好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】図１は、本発明に係る単結晶引上装置の構成を模式的に示すブロック図である。
【図２】図２は、図１の単結晶引上装置が有する支持手段を下から見た図である。
【図３】図３は、図１の単結晶引上装置における単結晶引上げの制御方法の流れを示すフロー図である。
【図４】図４は、図１の単結晶引上装置における支持手段の動作を説明するための模式図である。
【図５】図５は、抱持手段の他の形態を示す図である。
【図６】図６は、図５の抱持手段により単結晶を支持する状態を示す図である。
【図７】図７は、従来のＣＺ法を用いた引上げ法を説明するための図である。
【図８】図８は、従来のＣＺ法を用いた引上げ法においてネック部の形成を説明するための図である。
【図９】図８は、単結晶を製造する場合の、ネッキング開始から結晶取出しまでの時間経過と、育成される結晶の重量との関係を示したグラフである。
【図１０】図１０は、従来の単結晶引上装置において、単結晶を保持する手段を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４８】
１      単結晶引上装置
２      炉体
２ａ    メインチャンバ
２ｂ    プルチャンバ
３      石英ガラスルツボ
４      ヒータ
５      引上げ機構（引上げ手段）
６      輻射シールド
７      支持手段
８      コンピュータ
８ａ    記憶装置
８ｂ    演算記憶装置（制御手段）
１５    支持部本体
１６    爪部（抱持手段）
１７    振動センサ器（振動検知手段）
２１    回転部材
２２    昇降駆動制御部
２３    ワイヤ群
Ｃ      単結晶
Ｃ１    単結晶テール部
Ｍ      原料シリコン、シリコン融液
Ｐ      種結晶
Ｐ１    ネック部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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